1、西藍(lán)恒遠(yuǎn)水電站自動(dòng)化元件生產(chǎn)基地水電站自動(dòng)化元件技術(shù)應(yīng)用水電站自動(dòng)化元件技術(shù)概念的引入-水電站的組成部分主機(jī)設(shè)備：水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器輔助設(shè)備、一次輸變電設(shè)備、二次測量、監(jiān)視、控制、保護(hù)設(shè)備、消防監(jiān)控系統(tǒng)、水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)一、水電站自動(dòng)化概述1.水電站自動(dòng)化的作用水電站自動(dòng)化就是要使水電站生產(chǎn)過程的操作、控制和監(jiān)視，能夠在無人（或少人）直接參與的情況下，按預(yù)定的計(jì)劃或程序自動(dòng)地進(jìn)行。水電站自動(dòng)化程度是水電站現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)又是水電站安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行必不可少的技術(shù)手段。水電站自動(dòng)化的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）提高工作的可靠性：水電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后，一方面可通過各種自動(dòng)裝

2、置快速、準(zhǔn)確、及時(shí)地進(jìn)行檢測、記錄和報(bào)警，既可防止不正常工作狀態(tài)發(fā)展成事故,又可使發(fā)生事故的設(shè)備免遭更嚴(yán)重的損壞，從而提高了供電的可靠性。另一方面，通過各種自動(dòng)裝置來完成水電站的各項(xiàng)操作和控制（如開停機(jī)操作和并列），不僅可以大大減少運(yùn)行人員誤操作的可能，從而也減少了發(fā)生事故的機(jī)會(huì)；而且還可大大加快操作或控制的過程，尤其在發(fā)生事故的緊急情況下，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行和對用戶的正常供電，具有非常重大的意義。（2）提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：水電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后，可根據(jù)系統(tǒng)分配給電站的負(fù)荷和電站的具體條件，合理地進(jìn)行調(diào)度，保持高水頭運(yùn)行，同時(shí)合理選 1西藍(lán)恒遠(yuǎn)水電站自動(dòng)化元件生產(chǎn)基地?fù)耖_機(jī)臺(tái)數(shù)，使機(jī)組在高效率區(qū)運(yùn)行

3、，以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。如何實(shí)現(xiàn)各電站合理最優(yōu)調(diào)度，避免不必要的棄水，充分利用好水力資源，對于梯級電站來說尤為重要。此外，水電站通常是水力資源綜合利用的一部分，要兼顧電力系統(tǒng)、航運(yùn)、灌溉、防洪等多項(xiàng)要求，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件復(fù)雜，單憑人工控制很難實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以后，將有助于電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。特別是對于具有調(diào)節(jié)能力的水電站，應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)不但可對水庫來水進(jìn)行預(yù)報(bào)計(jì)算，還可綜合水位、流量、系統(tǒng)負(fù)荷和各機(jī)組參數(shù)等參量，按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行程序進(jìn)行自動(dòng)控制，大大提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。（3）保證電能質(zhì)量：我們知道，電壓和頻率作為衡量電能質(zhì)量好壞兩項(xiàng)基本指標(biāo)。電壓正常偏移不超過額定值的±5%，頻率正常偏移不超

4、過額定值的±0.20.5 HZ。電壓或頻率的的穩(wěn)定主要取決于電力系統(tǒng)中無功功率和有功功率的平衡。因此要維持系統(tǒng)電壓和頻率在規(guī)定范圍內(nèi)，就必須迅速而又準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)有關(guān)發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功和無功功率。特別是在發(fā)生事故的情況下，快速的調(diào)節(jié)或控制對迅速恢復(fù)電能質(zhì)量具有決定性的意義，而這個(gè)過程，單純靠手動(dòng)操作，無論在速度方面還是在精度方面都是難于實(shí)現(xiàn)的，只能借助于自動(dòng)裝置來完成。可見，提高水電站的自動(dòng)化水平，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的重要措施之一。西藍(lán)恒遠(yuǎn)水電站自動(dòng)化元件生產(chǎn)基地（4）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善勞動(dòng)條件：水電站大多地處偏僻山區(qū)，遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，職工長期生活在較差的環(huán)境之中。水電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后，很

5、多工作都是由各種自動(dòng)裝置按一定的程序自動(dòng)完成，用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來代替人工操作及定時(shí)巡回檢查、記錄等繁雜勞動(dòng)，大大改善運(yùn)行人員的工作和生活環(huán)境，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了運(yùn)行管理水平。同時(shí)還可減少運(yùn)行人員，實(shí)現(xiàn)無人值班（或少人值守），提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低運(yùn)行費(fèi)用和電能成本。2.水電站自動(dòng)化的內(nèi)容水電站自動(dòng)化的內(nèi)容，與水電站的規(guī)模及其在電力系統(tǒng)中的地位和重要性、水電站的型式和運(yùn)行方式、電氣主接線和主要機(jī)電設(shè)備的型式和布置方式等有關(guān)?？偟膩碚f，水電站自動(dòng)化包括以下幾個(gè)方面：（1）完成對水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行方式的自動(dòng)控制：一方面，實(shí)現(xiàn)開停機(jī)和并列、發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相和調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電等的自動(dòng)化，使得上述各項(xiàng)操作按設(shè)定的程序

6、自動(dòng)完成；另一方面，自動(dòng)維持水輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，根據(jù)系統(tǒng)要求和電站的具體條件自動(dòng)選擇最佳運(yùn)行機(jī)組數(shù)，在機(jī)組間實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的有功和無功功率等。此外，在工作機(jī)組發(fā)生事故或電力系統(tǒng)頻率降低時(shí)，可自動(dòng)起動(dòng)并投入備用機(jī)組；系統(tǒng)頻率過高時(shí)，則可自動(dòng)切除部分機(jī)組。 3西藍(lán)恒遠(yuǎn)水電站自動(dòng)化元件生產(chǎn)基地（2）完成對水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備運(yùn)行工況的監(jiān)視：如對發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子回路各電量的監(jiān)視，對發(fā)動(dòng)機(jī)定子繞組和鐵芯以及各部軸承溫度的監(jiān)視，對機(jī)組潤滑和冷卻系統(tǒng)工作的監(jiān)視，對機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)工作的監(jiān)視等。出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)或發(fā)生事故時(shí)，迅速而自動(dòng)地采取相應(yīng)的保護(hù)措施，如發(fā)出信號(hào)或緊

7、急停機(jī)。（3）完成對輔助設(shè)備的自動(dòng)控制：包括對各種油泵、水泵和空壓機(jī)等的控制，并發(fā)生事故時(shí)自動(dòng)地投入備用的輔助設(shè)備。（4）完成對主要電氣設(shè)備（如變壓器、母線及輸電線路等）的控制、監(jiān)視和保護(hù)。（5）完成對水工建筑物運(yùn)行工況的控制和監(jiān)視：如閘門工作狀態(tài)的控制和監(jiān)視，攔污柵是否堵塞的監(jiān)視，上下游水位的測量監(jiān)視，引水壓力管的保護(hù)（指引水式電站）等。西藍(lán)恒遠(yuǎn)水電站自動(dòng)化元件生產(chǎn)基地二、水電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展1、常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)水電站常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用最普遍，是一種傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它由電磁式繼電器構(gòu)成自動(dòng)控制回路，主要完成順序控制，電磁式繼電器還可構(gòu)成水電站設(shè)備的保護(hù)。常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)是針對特定的控

8、制對象而構(gòu)成，不同的控制對象的控制系統(tǒng)不相同，當(dāng)控制對象的保護(hù)種類及控制順序要改變時(shí)，則要改變自動(dòng)控制回路。常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的弱點(diǎn)在于調(diào)節(jié)性能較差，難以實(shí)現(xiàn)對水電站設(shè)備的自動(dòng)調(diào)節(jié)及巡回檢測。2、晶體管集成電路控制系統(tǒng)由于常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的弱點(diǎn)存在調(diào)節(jié)性能較差，難以實(shí)現(xiàn)對水電站設(shè)備的自動(dòng)調(diào)節(jié)及巡回檢測等問題，在70年代隨著晶體管集成電路的應(yīng)用，這個(gè)問題得到了解決，利用晶體管模擬或數(shù)字電路技術(shù)，可構(gòu)成水電站的各種自動(dòng)調(diào)節(jié)、巡回檢測或保護(hù)裝置，甚至取代部分機(jī)械調(diào)節(jié)裝置。比如電西藍(lán)恒遠(yuǎn)水電站自動(dòng)化元件生產(chǎn)基地氣液壓調(diào)速器取代了機(jī)械液壓調(diào)速器；無刷勵(lì)磁、晶體管勵(lì)磁系統(tǒng)取代了勵(lì)磁機(jī)、雙繞組電抗分流勵(lì)磁等，

9、從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)節(jié)。局限性：1）、晶體管集成電路控制系統(tǒng)同常規(guī)自動(dòng)控制系統(tǒng)一樣，是屬于由硬件構(gòu)成的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)節(jié)控制對象的調(diào)節(jié)參數(shù)要改變時(shí)須調(diào)整電路參數(shù)，若要增減功能則須修改硬件電路；2）、電路集成度不高，元件數(shù)量較多，就存在元件性能的一致性、篩選、老化等問題。3）、存在工作點(diǎn)漂移和溫度漂移等問題3計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，自80年代起，電子計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，一種模塊化的基于現(xiàn)場總線的水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)，逐步取代了傳統(tǒng)的以常規(guī)控制、人工操作為主的控制模式，大大提高水電站 6西藍(lán)恒遠(yuǎn)水電站自動(dòng)化元件生產(chǎn)基地的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)水電站“無人值班，少人值守”。1

10、.系統(tǒng)構(gòu)成：采用了計(jì)算機(jī)、可編程序控制器（PLC）或智能I/0、微機(jī)繼電保護(hù)裝置和專用智能測控裝置，通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線將主控機(jī)與各個(gè)現(xiàn)地控制站、智能裝置等有機(jī)連接在一起，構(gòu)成了按功能分工協(xié)作的分層分布式綜合監(jiān)控系統(tǒng)。2.系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：（1）開放式體系結(jié)構(gòu)，層次分明，具有良好的擴(kuò)展性。（2）分層分布式系統(tǒng)，可以根據(jù)監(jiān)控對象、功能進(jìn)行配置，具有很好的分散性、開放性和靈活性。（3）采用冗余配置，具有很高的可靠性。（4）用中文Windows 操作系統(tǒng)和智能通信等先進(jìn)技術(shù)，便于系統(tǒng)升級。（5）靈活的組態(tài)界面，人機(jī)接口能力強(qiáng)，界面友善，易于掌握，方便設(shè)計(jì)、調(diào)試和現(xiàn)場運(yùn)行。3.系統(tǒng)主要功能：（1）對電站設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)視與記錄：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)完成電站設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、處理以及設(shè)備運(yùn)行狀況的自動(dòng)監(jiān)視與記錄，包括開關(guān)量信息監(jiān)視，模擬量信息監(jiān)視，故障/事故報(bào)警、記錄與顯示，SOE 點(diǎn)記錄與顯示。（2）對電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制：根據(jù)上級調(diào)度要求和電站自身的具體情況，對電站設(shè)備進(jìn)行操作或調(diào)節(jié)，包括機(jī)組的自動(dòng)開停和并列以及運(yùn)行工況的自動(dòng)轉(zhuǎn)換、機(jī)組有功和無功負(fù)荷的自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)發(fā)電控制AGC、自動(dòng)電壓控制AVC、斷路器操作等。（3）對發(fā)電機(jī)、主變、線路等主要設(shè)備及輔助設(shè)備